基于FPGA的8B／10B編解碼設計

8B／10B編碼模塊是整個系統主體部分之一，該模塊在邏輯上又分成3B／4B編碼模塊、5B／6B編碼模塊、RD控制模塊等3部分，如圖2所示。編碼器首先將接收到的8B數據分成3 bit和5 bil兩部分，然后分別編碼成4 bit和6 bit，編碼完成的4 bit和6 bit再按順序組合成lOB碼。整個系統首先將3 bit編碼成4 bit，RD控制器讀出4 bit數據的RD值，然后反饋控制5B／6B編碼模塊選擇合適的編碼。最終RD控制器判斷10B數據的RD值，若滿足要求則輸出，否則將報錯。系統采用的編碼列表主要包括以下4種編碼：
1)“1”和“0”相鄰的完美平衡代碼 例如，通過查找3B到4B(簡稱3B／4B表)與5B到6B編碼表(簡稱5B／6B表)可知，如編碼“1001”與編碼“010101”，該類編碼的RD值為0而且與其他任何形式的代碼組合都不會出現RD值超過±2或者連續的“0”“1”超過3個的情況，所以該類代碼采用一對一的關系。
2)“l”和“O”有間隔的完美平衡代碼 例如，3B／4B表的編碼-3“1100”和“0011”與5B／6B表編碼-7“111000”和“000111”，該類編碼的RD值為O，與其他代碼組合不會出現RD值超過±2的情況，但是會出現過多的連續“0”“l”的情況。所以該類代碼采用一對二的關系。例如5B／6B表的編碼-7，如果采用“111000”和4B碼末位為“1”的代碼組合就會出現連續的“1”超過3的情況，此時就應該采用“000-111”來避免該情況的發生。
3)“l”和“0”有間隔的不平衡代碼 例如3B／4B表的編碼4-“0100”和“1011”、“0010”和“110l”，5B到6B編碼表的編碼4-“110-101”和“001010”，該類編碼的RD值是+2或者-2，與其他代碼組合有可能出現RD值為±4的情況，所以該類代碼也采用一對二的關系。例如5B／6B表的編碼4，如果與RD值為+2的4B代碼組合時就采用RD值為-2的“001010”代碼，反之與RD值為-2的4B代碼組合時就采用RD值為+2的“110101”代碼。如果與RD值為0的代碼組合時就隨意采用一個代碼即可。
4)3個連續“1”或“O”的不平衡代碼 例如3B／4B表的編碼7-“0001”“lll0”“1000”“0111”，該類代碼與其他代碼組合時的RD值問題同于第三類代碼的處理方法，為了防止更多連續“l”或“0”出現，提供了4種代碼選擇，結合具體情況特殊考慮。
通過上述對編碼代碼列表的討論，不難看出在實際的程序設計中需要避免如下3種情況出現：RD值為+2的4B代碼和RD值為+2的6B代碼組合；RD值為-2的4B代碼和RD值為-2的6B代碼組合；連續4個或4個以上的“0”“l”的代碼。前兩種情況可通過代碼分組4B和6B代碼，輪流選擇6B和4B代碼的方法，該方法可以通過狀態機實現。程序流程如圖3所示。